Energie solaire thermodynamique.
Définition
Le solaire mécanique ou thermodynamique concerne les appareils qui transforment un rayonnement (chaleur) solaire « directement » en mouvement mécanique qui soit, pourra servir directement soit sera transformé en électricité.
Le solaire mécanique est une technique rare et très particulière. Chaque « moteur solaire » a des caractéristiques singulières pour ne pas dire uniques. Il est donc très difficile, contrairement aux deux autres utilisations du solaire, de présenter un principe de fonctionnement. Un seul point commun : la concentration de l’énergie solaire via des concentrateurs solaires (heliostats, miroirs…). Nous reviendrons sur ces techniques dans un prochain article.
Pour présenter cette technique, nous citerons donc trois exemples pratiques : le moteur Stirling Solaire, la Roue de Minto et les centrales solaires thermiques (en réalité : thermodynamiques serait un terme plus adéquat) produisant de l’électricité.
Tous ces projets et moteurs restent néanmoins assez marginaux. Un coût plus important des énergies fossiles pourrait relancer la R&D de telles applications solaires.
Trois exemples d’installations solaires mécanique.
a) Moteur Stirling solaire :
Le fameux moteur à air chaud dont la source chaude est le soleil. Pour en savoir plus, cliquez ici
b) La roue de Minto :
Projet d’un inventeur indépendant qui n’a jamais vu le jour de manière industrielle pourtant l’idée semble bonne.
Détails techniques et débats, cliquez ici
c) Centrales solaires (ou électro solaires) : ce sont les projets de solaire mécanique les plus aboutis.
Une centrale solaire thermique est constituée d’un champ de capteurs solaires spéciaux appelés héliostats qui concentrent les rayons du soleil sur un tuyau dans lequel circule un caloporteur qui actionne une turbine qui produit de l’électricité.
La plus grande centrale solaire thermique est appelée Solar Two, elle est située en Californie, sa puissance électrique atteint 150 mégawatts (150 000 kW !).
Il y a 2 exemples de telles centrales en France : la centrale solaire de Vignola (Corse-du-Sud) ou la Centrale solaire Thémis (Pyrénées).
L’histoire de Thémis(propos de Jean Jacques BEZIAN, Docteur Ingénieur en Physique de l’Energie et Enseignant chercheur du Centre d’Energétique de l’Ecole des Mines de Paris)
La centrale solaire THEMIS, a été construite sur le site de Targasonne, et elle a produit son dernier kilowatt heure le 30 septembre 1986 !
L’unique essai français de production d’électricité au moyen d’une centrale solaire à tour, l’aventure THEMIS s’est déroulée en trois temps :
- une phase préparatoire de 1975 à 1979, autour d’une équipe mixte EDF – CNRS ;
- une phase chantier, de 1979 à 1983, sous l’autorité d’EDF (la Région d’Equipement Alpes Marseille, REAM ;
- une phase exploitation, de juin 1983 à fin septembre 1986, par le Groupe Régional de Production Thermique (GRPT) Méditérranée.
C’est pendant cette période que trois équipes d’expérimentateurs, l’une de la Direction des Etudes et Recherches (DER) d’EDF, basée à Chatou, en région parisienne, une deuxième dans les locaux de l’Ecole Centrale, à Paris, rattachée au CNRS, la dernière, sur le site, le Groupe d’Evaluation Scientifique THEMIS (GEST, équipe mixte AFME – CNRS) ont analysé les performances obtenues et proposé des concepts innovants pour de futures centrales commerciales.
Depuis, plus rien (au niveau des applications solaires), mais des campagnes de mesures d’astrophysique, et quelques milliers de visiteurs par an pour ce vestige moderne mais immobile des espoirs français de se doter d’une filière électro solaire thermodynamique.
En savoir plus:
– Site du laboratoire PROMES (Procédés, Matériaux et Energie Solaire) attaché au CNRS.
– Reportage vidéo sur les fous et centrales solaires
– Le projet solaire du désert Desertec